【深入浅出C语言栈操作】入栈技巧揭秘与实战案例

引言

栈（Stack）是一种进步后出（FILO）的数据构造，在C言语中，栈操纵是基本且重要的内容。本文将深刻浅出地介绍C言语中栈的操纵，特别是入栈（Push）技能，并经由过程实战案例展示怎样实现跟应用栈。

栈的基本不雅点

栈的定义

栈是一种线性数据构造，它遵守掉落队先出（LIFO）的原则。这意味着最掉落队入栈的元素将开始被移除。

栈的元素

栈由一系列元素构成，每个元素都有一个独一的索引值，平日从0开端。

栈的操纵

• 入栈（Push）：在栈顶增加一个新元素。
• 出栈（Pop）：移除栈顶元素。
• 读取栈顶元素（Peek）：检查栈顶元素但不移除。
• 断定栈能否为空（IsEmpty）：检查栈中能否有元素。

C言语实现栈

栈的次序存储构造

在C言语中，平日利用数组来实现栈的次序存储构造。以下是一个简单的栈构造定义：

#define MAXSIZE 100 // 定义栈的最大年夜容量

typedef struct {
    int data[MAXSIZE]; // 栈中存储的元素
    int top;           // 栈顶指针，初始值为-1
} Stack;

栈的初始化

void InitStack(Stack *s) {
    s->top = -1; // 初始化栈顶指针为-1，表示栈为空
}

入栈操纵

int Push(Stack *s, int value) {
    if (s->top >= MAXSIZE - 1) { // 检查栈能否已满
        return -1; // 栈满，前去错误代码
    }
    s->top++; // 栈顶指针加1
    s->data[s->top] = value; // 将元素压入栈顶
    return 0; // 入栈成功，前去0
}

实战案例：打算器表达式求值

以下是一个利用栈打算算术表达式的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

#define MAXSIZE 100

typedef struct {
    int data[MAXSIZE];
    int top;
} Stack;

void InitStack(Stack *s) {
    s->top = -1;
}

int Push(Stack *s, int value) {
    if (s->top >= MAXSIZE - 1) {
        return -1;
    }
    s->top++;
    s->data[s->top] = value;
    return 0;
}

int Pop(Stack *s) {
    if (s->top < 0) {
        return -1;
    }
    int value = s->data[s->top];
    s->top--;
    return value;
}

int main() {
    char expression[] = "3 + 5 * 8 - 2";
    Stack numbers, operators;
    InitStack(&numbers);
    InitStack(&operators);

    for (int i = 0; expression[i] != '\0'; i++) {
        if (isdigit(expression[i])) {
            Push(&numbers, expression[i] - '0');
        } else if (expression[i] == '(') {
            Push(&operators, expression[i]);
        } else if (expression[i] == ')') {
            while (!IsEmpty(&operators) && Pop(&operators) != '(');
        } else if (expression[i] == '+' || expression[i] == '-' || expression[i] == '*' || expression[i] == '/') {
            while (!IsEmpty(&operators) && precedence(expression[i], Pop(&operators))) {
                int val2 = Pop(&numbers);
                int val1 = Pop(&numbers);
                char op = Pop(&operators);
                Push(&numbers, applyOp(val1, val2, op));
            }
            Push(&operators, expression[i]);
        }
    }

    while (!IsEmpty(&operators)) {
        int val2 = Pop(&numbers);
        int val1 = Pop(&numbers);
        char op = Pop(&operators);
        Push(&numbers, applyOp(val1, val2, op));
    }

    printf("Result: %d\n", Pop(&numbers));
    return 0;
}

int precedence(char op1, char op2) {
    if (op2 == '(' || op2 == ')') {
        return 0;
    }
    if ((op1 == '*' || op1 == '/') && (op2 == '+' || op2 == '-')) {
        return 0;
    }
    return 1;
}

int applyOp(int val1, int val2, char op) {
    switch (op) {
        case '+':
            return val1 + val2;
        case '-':
            return val1 - val2;
        case '*':
            return val1 * val2;
        case '/':
            return val1 / val2;
        default:
            return 0;
    }
}

在这个案例中，我们利用栈来打算一个简单的算术表达式。起首，我们利用数字栈来存储数字，利用操纵符栈来存储操纵符。然后，我们遍历表达式中的每个字符，根据字符范例履行响应的操纵。

总结

本文深刻浅出地介绍了C言语中栈的操纵，特别是入栈（Push）技能。经由过程实战案例，我们展示了怎样利用栈来打算算术表达式。盼望本文能帮助你更好地懂得跟利用栈这一重要的数据构造。